一种双极脉冲电源、电源控制方法及可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种双极脉冲电源、电源控制方法及可读存储介质，双极脉冲电源包括电压输入单元、多个降压式变换单元、多个电流采样单元、换相单元、输出采样单元、控制单元。多个降压式变换单元可以实现以倍频工作频率工作，多个电流采样单元一一对应采集到多个降压式变换单元的采样电流，输出采样单元采集换相单元的输出电压、输出电流、输出功率，控制单元生成多个占空比不同的目标脉冲驱动信号，且每个目标脉冲驱动信号的占空比的变化步长根据输出电压、输出电流、输出功率以及多个采样电流确定，通过约束目标脉冲驱动信号占空比的变化步长，防止脉冲驱动信号发生突变，降低双极脉冲电源的浪涌冲击，提高双极脉冲电源的可靠性和稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双极脉冲电源、电源控制方法及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及电力电子相关
，尤其是涉及一种双极脉冲电源、电源控制方法及可读存储介质。

技术介绍

[0002]双极脉冲电源是最新一代电镀电源产品，又名平波/双向脉波可调开关电源，它通过将工频交流电整流为直流高压电源，通过高频电压变换及高频整流产生低压大电流电源，再通过电感电阻滤波成纯直流电源，然后送到一个不对称的全桥变换电路(又称斩波电路)，产生一个人为的平波(即纯直流)或双向脉冲方波输出。
[0003]双极脉冲电源广泛应用于真空镀膜、半导体工业和等离子注入等领域。传统的双极脉冲电源脉冲宽度调制(PWM)控制信号在闭环控制时存在突变，从而造成双极脉冲电源出现浪涌冲击，导致产品良品率降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种双极脉冲电源，能够防止脉冲驱动信号发生突变，降低双极脉冲电源的浪涌冲击，提高双极脉冲电源的可靠性和稳定性。
[0005]本专利技术还提供了一种电源控制方法和一种计算机可读存储介质。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的双极脉冲电源，包括：
[0007]电压输入单元，具有第一电压输入端、第二电压输入端、第一电压输出端和第二电压输出端，所述电压输入单元用于将交流电转为直流电；
[0008]多个降压式变换单元，多个所述降压式变换单元依次并联构成并联结构，所述并联结构具有第一降压输出端、第二降压输出端、第一电压转换端、第二电压转换端，所述第一电压转换端与所述第一电压输出端连接，所述第二电压转换端与所述第二电压输出端连接；
[0009]多个电流采样单元，用于一一对应采集多个所述降压式变换单元的采样电流；
[0010]换相单元，具有第一换相输入端、第二换相输入端、第一换相输出端和第二换相输出端，所述第一换相输入端与所述第一降压输出端连接，所述第二换相输入端与所述第二降压输出端连接；
[0011]输出采样单元，用于采集所述换相单元的输出电压、输出电流、输出功率；
[0012]控制单元，用于接收所述输出电压、所述输出电流、所述输出功率以及多个所述采样电流，并生成多个目标脉冲驱动信号，多个所述目标脉冲驱动信号的占空比不同，且每个所述目标脉冲驱动信号的占空比的变化步长根据所述输出电压、所述输出电流、所述输出功率以及多个所述采样电流确定，多个所述目标脉冲驱动信号用于一一对应控制多个所述降压式变换单元的通断状态。
[0013]根据本专利技术实施例的双极脉冲电源，至少具有如下有益效果：
[0014]交流电压通过电压输入单元后形成稳定的直流母线电压，多个降压式变换单元依次并联构成的并联结构可以实现以倍频工作频率工作，通过多个电流采样单元可以一一对应采集到多个降压式变换单元的采样电流，通过输出采样单元可以采集换相单元的输出电压、输出电流、输出功率，通过控制单元可以生成多个目标脉冲驱动信号，多个目标脉冲驱动信号的占空比不同，且每个目标脉冲驱动信号的占空比的变化步长根据输出电压、输出电流、输出功率以及多个采样电流确定，通过约束目标脉冲驱动信号占空比的变化步长，能够防止脉冲驱动信号发生突变，降低双极脉冲电源的浪涌冲击，提高双极脉冲电源的可靠性和稳定性。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，每个所述降压式变换单元皆包括：
[0016]第一开关管，其发射极与所述第二电压输入端连接；
[0017]第一续流二极管，其正极与所述第一开关管的集电极连接，负极分别与所述第一电压输出端和所述第一换相输入端连接；
[0018]滤波电感，其一端与所述第一开关管的集电极连接，另一端与所述第二换相输入端连接。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述电压输入单元包括：
[0020]变压器，具有第一交流输入端、第二交流输入端、第一交流输出端和第二交流输出端，所述第一交流输入端和所述第二交流输入端共同用于输入交流电；
[0021]全桥整流桥，具有第一整流输出端、第二整流输出端、与所述第一交流输出端连接的第一整流输入端、与所述第二交流输出端连接的第二整流输入端，所述全桥整流桥用于将交流电转为直流电；
[0022]滤波电容，并联在所述第一整流输出端和所述第二整流输出端之间；
[0023]泄放电阻，与所述滤波电容并联。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述换相单元包括：
[0025]第一换相开关管，其集电极与所述第一降压输出端连接；
[0026]第二换相开关管，其集电极与所述第一换相开关管的集电极连接；
[0027]第三换相开关管，其集电极与所述第一换相开关管的发射极连接，发射极与所述第二降压输出端连接；
[0028]第四换相开关管，其集电极与所述第二换相开关管的发射极连接，发射极与所述第三换相开关管的发射极连接；所述第一换相开关管和所述第二换相开关管的中间节点、以及所述第二换相开关管和所述第四换相开关管的中间节点共同用于输出直流电压。
[0029]根据本专利技术的第二方面实施例的电源控制方法，应用于如上述第一方面实施例所述的双极脉冲电源，每个所述降压式变换单元皆包括第一开关管和滤波电感，所述第一开关管的集电极分别与所述第一电压输出端和所述第一换相输入端连接，发射极与所述第二电压输入端连接，所述滤波电感的一端与所述第一开关管的集电极连接，另一端与所述第二换相输入端连接。
[0030]所述电源控制方法包括以下步骤：
[0031]获取由多个所述电流采样单元一一对应采集到的流过多个所述滤波电感的采样电流；
[0032]对多个所述采样电流进行叠加生成电流纹波包络信号；
[0033]获取由所述输出采样单元采集到的所述换相单元的输出电压、输出电流、输出功率；
[0034]根据预设的输入基准电压、输入基准电流、输入基准功率和所述输出电压、所述输出电流、所述输出功率确定误差信号；
[0035]根据所述误差信号、所述电流纹波包络信号、以及多个所述采样电流生成多个目标脉冲驱动信号，多个所述目标脉冲驱动信号用于一一对应控制多个所述第一开关管的导通状态。
[0036]根据本专利技术实施例的电源控制方法，至少具有如下有益效果：
[0037]通过获取由多个电流采样单元一一对应采集到的流过多个滤波电感的采样电流，并对多个采样电流进行叠加可以得到电流纹波包络信号。通过输出采样单元可以采集换相单元的输出电压、输出电流、输出功率，根据预设的输入基准电压、输入基准电流、输入基准功率和输出电压、输出电流、输出功率可以确定误差信号。误差信号、电流纹波包络信号、以及多个采样电流共同约束目标脉冲驱动信号占空比的变化步长，生成多个占空比不同的目标脉冲驱动信号。本专利技术实施例的电源控制方法，通过约束目标脉冲驱动信号占空比的变化步长，能够防止脉冲驱动信号发生突变，降低双极脉冲电源的浪涌冲击，提高双极脉冲电源的可靠性和稳定性。
[0038]根据本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极脉冲电源，其特征在于，包括：电压输入单元，具有第一电压输入端、第二电压输入端、第一电压输出端和第二电压输出端，所述电压输入单元用于将交流电转为直流电；多个降压式变换单元，多个所述降压式变换单元依次并联构成并联结构，所述并联结构具有第一降压输出端、第二降压输出端、第一电压转换端、第二电压转换端，所述第一电压转换端与所述第一电压输出端连接，所述第二电压转换端与所述第二电压输出端连接；多个电流采样单元，用于一一对应采集多个所述降压式变换单元的采样电流；换相单元，具有第一换相输入端、第二换相输入端、第一换相输出端和第二换相输出端，所述第一换相输入端与所述第一降压输出端连接，所述第二换相输入端与所述第二降压输出端连接；输出采样单元，用于采集所述换相单元的输出电压、输出电流、输出功率；控制单元，用于接收所述输出电压、所述输出电流、所述输出功率以及多个所述采样电流，并生成多个目标脉冲驱动信号，多个所述目标脉冲驱动信号的占空比不同，且每个所述目标脉冲驱动信号的占空比的变化步长根据所述输出电压、所述输出电流、所述输出功率以及多个所述采样电流确定，多个所述目标脉冲驱动信号用于一一对应控制多个所述降压式变换单元的通断状态。2.根据权利要求1所述的双极脉冲电源，其特征在于，每个所述降压式变换单元皆包括：第一开关管，其发射极与所述第二电压输入端连接；第一续流二极管，其正极与所述第一开关管的集电极连接，负极分别与所述第一电压输出端和所述第一换相输入端连接；滤波电感，其一端与所述第一开关管的集电极连接，另一端与所述第二换相输入端连接。3.根据权利要求1所述的双极脉冲电源，其特征在于，所述电压输入单元包括：变压器，具有第一交流输入端、第二交流输入端、第一交流输出端和第二交流输出端，所述第一交流输入端和所述第二交流输入端共同用于输入交流电；全桥整流桥，具有第一整流输出端、第二整流输出端、与所述第一交流输出端连接的第一整流输入端、与所述第二交流输出端连接的第二整流输入端，所述全桥整流桥用于将交流电转为直流电；滤波电容，并联在所述第一整流输出端和所述第二整流输出端之间；泄放电阻，与所述滤波电容并联。4.根据权利要求1所述的双极脉冲电源，其特征在于，所述换相单元包括：第一换相开关管，其集电极与所述第一降压输出端连接；第二换相开关管，其集电极与所述第一换相开关管的集电极连接；第三换相开关管，其集电极与所述第一换相开关管的发射极连接，发射极与所述第二降压输出端连接；第四换相开关管，其集电极与所述第二换相开关管的发射极连接，发射极与所述第三换相开关管的发射极连接；所述第一换相开关管和所述第二换相开关管的中间节点、以及所述第二换相开关管和所述第四换相开关管的中间节点共同用于输出直流电压。
5.一种电源控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一所述的双极脉冲电源，每个所述降压式变换单元皆包括第一开关管和滤波电感，所述第一开关管的集电极分别与所述第一电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振兴，郑启发，彭子舜，戴瑜兴，贺超，陈利军，朱积嘉，陈宇，
申请(专利权)人：湖南众源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：